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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Kupplungsbetätigungseinrichtung, und insbesondere eine Kupplungsbetätigungseinrichtung für ein Fahrzeug, die derart konfiguriert ist, dass ein Motor mit einer geringen Leistung verwendet werden kann, um eine Membranfeder mit einer relativ großen Kraft zu betätigen, so dass die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeuges verbessert wird.
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Heutzutage stehen die Automobilhersteller im starken Wettbewerb, da sie bestrebt sind, technische Entwicklungen und Verbesserungen der Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeuges aus verschiedenen Gesichtspunkten durchzuführen, wie zum Beispiel Entwicklungen in Bezug auf Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, die Automatisierung von Handschaltgetrieben usw. Insbesondere werden mehr Untersuchungen zu automatisierten Handschaltgetrieben als zu Hybrid- oder Elektrofahrzeugen konkurrierend durchgeführt, da sie nach dem Wettbewerb bewertet werden, ein Schaltgefühl auf gleichem Niveau wie bei typischen hydraulisch gesteuerten Automatikgetrieben schaffen und in der Kraftstoffeffizienz um 6% bis 8% besser sind.
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Automatisierte Handschaltgetriebe verwenden den manuellen Gangschaltmechanismus des vorhandenen Handschaltgetriebes, jedoch wird der Betrieb einer Kupplung und einer Gangschaltung im Gegensatz zu dem Gangschaltmechanismus des Handschaltgetriebes anders als durch eine manuelle Bedienung von einer Betätigungseinrichtung gesteuert.
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1 ist eine Ansicht der Struktur einer Kupplungsbetätigungseinrichtung eines herkömmlichen automatisierten Handschaltgetriebes. Ein Motor 1, der eine Antriebskraft für die Betätigungseinrichtung erzeugt, ist über ein Untersetzungsgetriebe 2 mit einer Druckstange 3 verbunden. Eine Ausrückgabel 4 wird in der Art einer Wippe durch eine Linearbewegung der Druckstange 3 betätigt, so dass ein Ausrücklager 5 betätigt wird.
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Jedoch ist die zum Betätigen des Ausrücklagers 5 erforderliche Kraft sehr hoch, da der Hub, mit dem das Ausrücklager bewegt wird, groß ist. Deshalb muss, um die Betätigungskraft zu bewältigen und das Ausrücklager zu betätigen, die Kraft des Motors erhöht werden. Daher verbraucht der Motor beim Betätigen der Kupplung sehr viel elektrischen Strom, so dass der Effekt der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeuges reduziert wird.
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Darüber hinaus ist, da die Struktur und der Betätigungsmechanismus zum Betätigen des Ausrücklagers komplex sind, die Abmessung der Betätigungseinrichtung groß, und deren Herstellungskosten sind auch hoch. Außerdem ist die herkömmliche Kupplungsbetätigungseinrichtung dadurch nachteilig, dass sie Geräusche und Vibrationen verursacht.
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Die
DE 10 2007 053 416 A1 beschreibt eine Kupplungsbetätigungseinrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend einen Hebellift, der mit einer Leistungserzeugungseinheit derart in Eingriff steht, dass der Hebellift durch die von der Leistungserzeugungseinheit erzeugte Leistung linear bewegt wird, wobei der Hebellift eine Schrägfläche aufweist, die an jedem von seinem ersten und zweiten Ende vorgesehen ist.
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Mit der Erfindung wird eine Kupplungsbetätigungseinrichtung für ein Fahrzeug geschaffen, die derart konfiguriert ist, dass ein Motor mit einer geringen Leistung verwendet werden kann, um eine Membranfeder mit einer relativ großen Kraft zu betätigen, so dass die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeuges verbessert wird, und bei welcher der Mechanismus zum Betätigen der Membranfeder durch einen einfachen Betätigungsmechanismus realisiert wird, der Schrägflächen verwendet, so dass es möglich ist, die Größe und das Gewicht der Kupplungsbetätigungseinrichtung zu reduzieren.
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Gemäß der Erfindung weist eine Kupplungsbetätigungseinrichtung für ein Fahrzeug einen Hebellift, der mit einer Leistungserzeugungseinheit derart in Eingriff steht, dass der Hebellift durch die von der Leistungserzeugungseinheit erzeugte Leistung linear bewegt wird, wobei der Hebellift eine Schrägfläche aufweist, die an jedem von seinem ersten und zweiten Ende vorgesehen ist, und einen Hebel auf, der zwischen dem Hebellift und einem Betätigungselement vorgesehen ist, das eine Membranfeder betätigt, wobei der Hebel Liftvorsprünge aufweist, die an Stellen, die mit den jeweiligen Schrägflächen korrespondieren, ausgebildet sind und mit den Schrägflächen in Kontakt stehen, und wobei der Hebel derart konfiguriert ist, dass, wenn sich der Hebellift in einer vorbestimmten Richtung linear bewegt, sich die Liftvorsprünge entlang den korrespondierenden Schrägflächen bewegen, so dass sich die zueinander entgegengesetzten Enden des Hebels um einen Drehpunkt drehen, wodurch sich eines der zueinander entgegengesetzten Enden des Hebels in Richtung zu dem Betätigungselement bewegt.
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Ein Schneckenrad kann mit der Leistungserzeugungseinheit derart gekuppelt sein, dass das Schneckenrad durch eine Drehkraft der Leistungserzeugungseinheit gedreht wird, wobei eine Schnecke an dem Hebellift ausgebildet sein kann und mit dem Schneckenrad in Eingriff stehen kann, und wobei eine von der Leistungserzeugungseinheit erzeugte Drehbewegung des Schneckenrades in eine Linearbewegung der Schnecke umgewandelt werden kann, so dass sich der Hebellift linear bewegt.
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Die Leistungserzeugungseinheit kann einen Motor aufweisen.
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Die an dem ersten und dem zweiten Ende des Hebelliftes vorgesehenen Schrägflächen können in zueinander entgegengesetzten Richtungen geneigt sein, und die Liftvorsprünge können sich entlang den korrespondierenden Schrägflächen bewegen.
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Ein Federelement kann an einem mit dem zweiten Ende des Hebelliftes korrespondierenden Ende des Hebels derart vorgesehen sein, dass, wenn sich der Hebel in einer Richtung bewegt, das Federelement eine Federkraft bereitstellt, mit welcher ein an dem Ende des Hebels vorgesehener Liftvorsprung die korrespondierende Schrägfläche drückt, so dass die Linearbewegung des Hebelliftes unterstützt wird.
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Das Betätigungselement kann mit einem mit dem ersten Ende des Hebelliftes korrespondierenden Ende des Hebels in Eingriff stehen.
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Das Federelement kann eine Feder aufweisen.
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Die Kupplungsbetätigungseinrichtung kann eine Mehrzahl von Kupplungsbetätigungseinrichtungen aufweisen, die in einem Kupplungsgehäuse vorgesehen sind, wobei die Kupplungsbetätigungseinrichtungen an jeweiligen Kupplungen, die in einer Doppelkupplung vorgesehen sind, einzeln installiert sein können.
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Bei einer Kupplungsbetätigungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung wird, wenn sich ein Hebellift linear bewegt, ein Hebel von dem Betätigungsmechanismus bewegt, der Schrägflächen verwendet, wodurch ein Betätigungselement betätigt wird. Daher kann die Struktur des Mechanismus zum Betätigen des Hebels vereinfacht werden, so dass nicht nur das Volumen und das Gewicht der Kupplungsbetätigungseinrichtung, sondern auch die Herstellungskosten reduziert werden.
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Darüber hinaus wird die Federkraft eines Federelements zu dem Drehmoment eines Motors addiert, um den Hebellift linear zu bewegen, so dass die Kraft, die den Hebellift linear bewegt, erhöht wird. Dadurch kann ein Motor mit geringer Leistung als Motor verwendet werden, selbst wenn er benötigt wird, um eine relativ große Kraft der Kupplung zu bewirken. Infolgedessen kann der Energieverbrauch des Motors reduziert werden, so dass die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
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Ferner kann bei Verwendung einer Mehrfachstruktur der Kupplungsbetätigungseinrichtung die Erfindung bei einem automatisierten Handschaltgetriebe des Doppelkupplungstyps angewendet werden. Außerdem ist die Kupplungsbetätigungseinrichtung in einem Kupplungsgehäuse installiert, so dass die Größe und das Volumen des Getriebes reduziert werden können, wodurch die Anordnung der Kupplungsbetätigungseinrichtung verbessert wird.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine Ansicht der Struktur einer herkömmlichen Kupplungsbetätigungseinrichtung;
- 2 eine Ansicht der Struktur einer Kupplungsbetätigungseinrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung im Außerbetriebszustand;
- 3 eine Ansicht der Struktur der Kupplungsbetätigungseinrichtung aus 2 im Betriebszustand;
- 4 eine Seitenansicht der Kupplungsbetätigungseinrichtung aus 2; und
- 5 eine Ansicht der Struktur von Kupplungsbetätigungseinrichtungen gemäß der Erfindung, die bei einer Doppelkupplung verwendet werden.
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.
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Mit Bezug auf die 2 bis 4 weist eine Kupplungsbetätigungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen Hebellift 10 und einen Hebel 20 auf.
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Im Detail ist der Hebellift 10 mit einer Leistungserzeugungseinheit derart verbunden, dass der Hebellift 10 durch die von der Leistungserzeugungseinheit erzeugte Leistung linear bewegt wird. An dem ersten und dem zweiten Ende des Hebelliftes 10 sind Schrägflächen 12 ausgebildet. Der Hebel 20 ist zwischen dem Hebellift 10 und einem Betätigungselement 50 vorgesehen, das eine Membranfeder 52 betätigt. Der Hebel 20 weist Liftvorsprünge 22 auf, die an Stellen angeordnet sind, die mit den jeweiligen Schrägflächen 12 korrespondieren, und ist derart konfiguriert, dass, wenn sich der Hebellift 10 in einer vorbestimmten Richtung linear bewegt, sich die Liftvorsprünge 22 entlang den korrespondierenden Schrägflächen 12 bewegen, so dass sich die zueinander entgegengesetzten Enden des Hebels 20 in der Art einer Wippe drehen, wodurch sich das eine Ende des Hebels 20 in Richtung zu dem Betätigungselement 50 bewegt.
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Außerdem ist der Hebellift 10 mit der Leistungserzeugungseinheit verbunden. Daher stellt die Leistungserzeugungseinheit Leistung an den Hebellift 10 bereit. Der Hebellift 10 wird von der Leistungserzeugungseinheit linear bewegt. Die Schrägflächen 12 stehen von dem ersten und dem zweiten Ende einer ersten Fläche des Hebelliftes 10 in Richtung zu dem Hebel 20 vor.
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Der Hebel 20 ist dem Hebellift 10 gegenüberliegend angeordnet. Ein erstes Ende des Hebels 20 steht mit dem Betätigungselement 50 in Kontakt, das dazu bestimmt ist, die Membranfeder 52 zu betätigen. Die Membranfeder 52 stellt eine Federkraft bereit, um eine Druckplatte der Kupplung zu drücken oder freizugeben, so dass die Kupplung in den Einrück- oder Ausrückzustand gelangt. Das Betätigungselement 50 kann ein Ausrücklager oder ein Einrücklager aufweisen, welches die Membranfeder 52 drückt oder zieht, damit die Kupplung in den Einrück- oder Ausrückzustand gelangen kann.
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Ferner stehen die Liftvorsprünge 22 von einer dem Hebellift 10 gegenüberliegenden ersten Fläche des Hebels 20 an seinem ersten und zweiten Ende korrespondierend mit den jeweiligen Schrägflächen 12 vor. Hier weist, da jeder Liftvorsprung 22 mit der korrespondierenden Schrägfläche 12 in Kontakt steht, der Liftvorsprung 22 vorzugsweise eine Rollen- oder Kugelstruktur auf, die sich an der Schrägfläche 12 wälzen kann, so dass sich der Hebellift 10 sanft bewegen kann.
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Wenn sich der Hebellift 10 in einer vorbestimmten Richtung linear bewegt, wird der Kontaktzustand zwischen den Schrägflächen 12 des Hebelliftes 10 und den Liftvorsprüngen 22 beibehalten, und die Liftvorsprünge 22 bewegen sich entlang den Schrägflächen 12 in Richtungen, die einer Richtung entspricht, in der das Betätigungselement 50 betätigt wird. Daher drückt oder zieht das erste Ende des Hebels 20, das mit dem Betätigungselement 50 in Kontakt steht, das Betätigungselement 50 derart, dass die Kupplung in den Einrück- oder Ausrückzustand gelangt.
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Wie in 2 gezeigt, ist nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ein Schneckenrad 31 mit der Leistungserzeugungseinheit derart gekuppelt, dass das Schneckenrad 31 durch eine Drehkraft der Leistungserzeugungseinheit gedreht wird. Eine Schnecke 11, die mit dem Schneckenrad 31 in Eingriff steht, ist an einer dem Schneckenrad 31 gegenüberliegenden zweiten Fläche des Hebelliftes 10 vorgesehen. Daher wird die von der Leistungserzeugungseinheit durchgeführte Drehbewegung des Schneckenrades 31 in eine Linearbewegung der Schnecke 11 umgewandelt, so dass sich der Hebellift 10 linear bewegt.
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Die Leistungserzeugungseinheit kann einen Motor 30 aufweisen, der elektrisch betrieben wird. Eine TCU (Getriebesteuereinrichtung) ist mit der Leistungserzeugungseinheit elektrisch verbunden. Die Leistungserzeugungseinheit empfängt von der TCU ein elektrisches Signal zur automatischen Steuerung der Leistungserzeugungseinheit.
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Das heißt, das Schneckenrad 31 ist an einer Abtriebswelle 35 des Motors 30 vorgesehen, so dass beim Betrieb des Motors 30 das Schneckenrad 31 gedreht wird. Da die an dem Hebellift 10 vorgesehene Schnecke 11 mit dem Schneckenrad 31 in Eingriff steht, wird die Drehbewegung des Schneckenrades 31 in die Linearbewegung des Hebelliftes 10 umgewandelt.
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Diesbezüglich wird der elektrisch betriebene Motor 30 als eine Antriebsquelle zum Betätigen des Hebels 20 verwendet, wodurch das Problem der niedrigen Kraftstoffeffizienz gelöst wird, das bei der herkömmlichen hydraulischen Betätigungseinrichtung durch einen Hydraulikdruckverlust oder dergleichen auftreten kann.
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Währenddessen sind nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung die an dem ersten und dem zweiten Ende des Hebelliftes 10 vorgesehenen Schrägflächen 12 derart konfiguriert, dass sie in den zueinander entgegengesetzten Richtungen geneigt sind. Daher können sich die Liftvorsprünge 22, die sich entlang den korrespondierenden Schrägflächen 12 bewegen, in zueinander entgegengesetzten Richtungen bewegen.
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Mit anderen Worten ist die an dem ersten Ende des Hebelliftes 10 ausgebildete Schrägfläche 12 in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung geneigt, in der die an dem zweiten Ende des Hebelliftes 10 ausgebildete Schrägfläche 12 geneigt ist.
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Mit Bezug auf 3 bewegt sich bei einer Aufwärtsbewegung des Hebelliftes 10 der an dem oberen Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 in Richtung zu dem Betätigungselement 50 entlang der an dem oberen Ende des Hebelliftes 10 vorgesehenen Schrägfläche 12. Andererseits bewegt sich der an dem unteren Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 in Richtung zu dem Schneckenrad 31 entlang der an dem unteren Ende des Hebelliftes 10 vorgesehenen Schrägfläche 12. Dadurch bewegt sich der Hebel 20 in der Art einer Wippe.
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Im Gegensatz dazu kehrt bei einer Abwärtsbewegung des Hebelliftes 10 der an dem oberen Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 in Richtung zu dem Schneckenrad 31 entlang der an dem oberen Ende des Hebelliftes 10 vorgesehenen Schrägfläche 12 zurück. Der an dem unteren Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 kehrt in Richtung zu dem Betätigungselement 50 entlang der an dem unteren Ende des Hebelliftes 10 vorgesehenen Schrägfläche 12 zurück.
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Nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist an dem zweiten Ende des Hebels 20 ein Federelement 40 in einem federnd zusammengedrückten Zustand vorgesehen. Daher stellt das Federelement 40 bei einer Aufwärtsbewegung des Hebelliftes 10 eine Federkraft bereit, mit welcher der an dem zweiten Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 die korrespondierende Schrägfläche 12 drückt, wodurch die Linearbewegung des Hebelliftes 10 unterstützt wird.
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Mit anderen Worten stützt ein erstes Ende des Federelements 40 das zweite Ende des Hebels 20 ab, und ein zweites Ende des Federelements 40 ist an einem Kupplungsgehäuse 60 oder einem an dem Kupplungsgehäuse 60 befestigten separaten Halter 62 abgestützt.
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Daher stellt das Federelement 40 bei einer Bewegung des zweiten Endes des Hebels 20 in Richtung zu dem Schneckenrad 31 eine Kraft bereit, mit welcher der an dem zweiten Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 die korrespondierende Schrägfläche 12 des Hebelliftes 10 drückt. Dann steht der Liftvorsprung 22 mit der korrespondierenden Schrägfläche 12 in Kontakt, und die Federkraft des Federelements 40 wird auf den Hebellift 10 derart ausgeübt, dass der Hebellift 10 leichter gedrückt und linear bewegt werden kann (in der Zeichnung nach oben).
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Diesbezüglich wird die Federkraft des Federelements 40 zu dem Drehmoment des Motors 30 addiert, um den Hebellift 10 linear zu bewegen, wodurch die Kraft, die den Hebellift 10 linear bewegt, erhöht wird. Infolgedessen kann der Motor 30 ein Motor mit geringer Leistung sein, selbst wenn er benötigt wird, um eine relativ große Kraft der Kupplung zu bewirken.
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Mit Bezug auf 5 sind Kupplungsbetätigungseinrichtungen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Kupplungsgehäuse 60 vorgesehen, wobei die Kupplungsbetätigungseinrichtungen an jeweiligen Kupplungen, die in einer Doppelkupplung vorgesehen sind, einzeln installiert sind. Das heißt, die beiden Kupplungsbetätigungseinrichtungen sind gemeinsam in dem Kupplungsgehäuse 60 installiert und können für ein Doppelkupplungsgetriebe (DCT) verwendet werden. Darüber hinaus können, da die Kupplungsbetätigungseinrichtungen in dem Kupplungsgehäuse 60 installiert sind, die Größe und das Volumen des Getriebe reduziert werden, wodurch die Anordnung der Kupplungsbetätigungseinrichtung verbessert wird.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die 2 und 3 der Betrieb der Kupplungsbetätigungseinrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.
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Wenn der Motor 30 unter der automatisch elektrischen Steuerung der TCU betrieben wird, wird das Schneckenrad 31 von dem Motor 30 gedreht. Dadurch wird die mit dem Schneckenrad 31 in Eingriff stehende Schnecke 11 linear bewegt, so dass der mit der Schnecke 11 versehene Hebellift 10 linear bewegt wird.
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Dann drückt jede der an dem Hebellift 10 vorgesehenen Schrägflächen 12 die korrespondierenden Liftvorsprünge 22. Die Liftvorsprünge 22 gleiten entlang den korrespondierenden Schrägflächen 12. Zu diesem Zeitpunkt bewegen sich die beiden an dem ersten und dem zweiten Ende des Hebels 20 vorgesehenen Liftvorsprünge 22 in zueinander entgegengesetzten Richtungen.
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Im Detail bewegt sich, wenn sich der an dem ersten Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 in Richtung zu dem Betätigungselement 50 bewegt, der an dem zweiten Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 in Richtung zu dem Schneckenrad 31. Daher drückt das erste Ende des Hebels 20 das Betätigungselement 50. Die Membranfeder 52 wird durch das Drücken des Betätigungselements 50 betätigt, wodurch die Kupplung in den Einrück- oder Ausrückzustand gelangt.
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Wie oben beschrieben, sind die Schrägflächen 12 an dem Hebellift 10 vorgesehen, und die Liftvorsprünge 22, die sich entlang den Schrägflächen 12 bewegen, sind an dem Hebel 20 vorgesehen. Daher wird, wenn sich der Hebellift 10 in einer vorbestimmten Richtung linear bewegt, der Hebel 20 in der Art einer Wippe betätigt, wodurch das Betätigungselement 50 gedrückt wird. Diesbezüglich kann, da der Mechanismus zum Betätigen des Hebels 20 durch den Betätigungsmechanismus realisiert wird, der die Schrägflächen 12 verwendet, die Struktur der Kupplungsbetätigungseinrichtung vereinfacht werden, wodurch nicht nur das Volumen und das Gewicht der gesamten Vorrichtung, sondern auch die Herstellungskosten reduziert werden.
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Darüber hinaus stellt nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung das Federelement 40, das die eine Fläche des zweiten Endes des Hebels 20 abstützt, die Kraft des Hebels 20 bereit, mit welcher der an dem zweiten Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 die korrespondierende Schrägfläche 12 des Hebelliftes 10 drückt. Daher steht der an dem zweiten Ende des Hebels 20 vorgesehene Liftvorsprung 22 mit der korrespondierenden Schrägfläche 12 in Kontakt und nutzt die Federkraft des Federelements 40, um den Hebellift 10 linear zu drücken.
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Daher wird die Federkraft des Federelements 40 zu dem Drehmoment des Motors 30 addiert, um den Hebellift 10 linear zu bewegen, wodurch die Kraft, die den Hebellift 10 linear bewegt, erhöht wird. Dadurch kann als Motor 30 ein Motor mit geringer Leistung verwendet werden, selbst wenn er eine relativ große Kraft der Kupplung bewirken muss.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben“ und „unten“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf deren Positionen in den Figuren zu beschreiben.
